в заключение папомиим еще раз о явлении, обусловленном влиянием сопротивления барабанной перепонки,- о так называемом вкустическоы рефлексе. Акустический рефлекс -это сокращение мышц уха (с задержкой по времени), которое ведет к уменьшению гибкости в цепи звукопередачн среднего уха и тем самым к уменьшению чувствительности ciyxa.

Одновременно увеличивается почти вдвое иолпое сопротивление барабанной иерепоннн (Метц. 1951; Моллер, 1962. Фельдман и Звислопки, 1965; Росс,

И

J-TO

-0,15

Рис Э6

Рис. 36. Результаты нэмере:

( полного акустического сопротивления барабанной перепонки.

о -по Звислоцкя (1962] н Оихн (I96t}: б - полученные автором при иэыерснвях нето-дон. поквзвниыи на рнс 34 (сплошной лнкнеП показепа активная, а пунктирной - реактивная состввляюыия

Рис. 37, Частотные характеристики передачи звукового давления рвв/р(/) - =Л(/) иа участке от барабанной иереиовки до входа слухового канала (на глубине 4 мы).

о -расчеты по Онхи (1961): б -расчеты автора. II зкспертов: в -измерения Вниера я Росса (1946), 6 зкспертов: г-измерения Янв (9в0). В кспертов.

1968; Мюллер, 1970j. Акустический рефлекс начинает проявляться при уровнях звукового давления от 80 до 90 дБ (по измерениям с чистыми тонаяч или шумами в свободном звуковом поле) и достигает максимума при уровнях больше 100 дБ. При изменении соиротнвлеиня барабанной перепонки, вызываемом акустическим рефлексом, изменяются и полное входное сопротивление слухового канала п. следовательно, нагрузка иа ушные раковины [уравнение (16)].

2.2.2. Ушные раковины и влияние формы головы

Открытый торец иаружвого слухового канала выходит в главную полость ушной раковины. Таким образом, ушная раковина связана непосредственно со слуховым каналом н нагружена на его акустическое соиротнвлеиие. По

своему акустическому действию ушпая раковина представляет со6оГ< лиией-лый фильтр, характеристика передачи которого зависит от иаправлеиня па 1:сточиик звука и расстояния до него. Таким образом, внося в нриипмаемые звуковые сигналы линейные нскажеипя, зависящие от направления прихода и удалснностп псточинка, ушные раковины выполняют как бы функцию преобразования пространственных признаков звукового поля во временные. В этом и состоит их роль в формировании пространственных свойств слу.ха

Акустическое действие ушных раковни оснопано иа разных физических явлениях: отражении, затенении, рассеянии, дифракции, интерференции и ре-лонансс. И здееь, как и в случае слухового канала, можно исходить из того, что волновое сопротивление ушиых раковни очень не-чцко по сравнению с сопротивлением воздуха.

Первые эксперименты по выяснению функций ушных раковин искпдилн мз предположения об их звукособирательпом действии. В 1684 г. Шсчька-мер, экспериментируя на ухе животного, считал, что звук направляется в слуховой канал в результате ряда отражений. Путь звуковой волны ои полагал возможным определить по законам i еометрической оптики (Штеинауэр. 1877. 1878), Аналогичные представления, ио уже в отиошснии уха человека высказывал Петри (1932). Ои считал, что звуки, которые приходят ие со стороны самого раструба раковины, отражаются и в слуховой канал не по-лвдают. Это ошибочное нредставлепие бы то построепо на иеобоснованной аналогии прямых и отраженных звуков с оптическими лучами. Такая аиЭЮ-гия была бы возможной, если бы речь шла об отражающих поверхностях, размеры которых велики по сравнению с длинами волн. В отношении же yiu-ных раковин человека и длпи волн звукопых сигналов дело обстоит не так. Поэтому в действительности ие отражения и затенения имеют здесь значенне, а явления дифракции и рассеяния, которые из-за неонрсделенностн формы раковины н ее и1гд11еидуальпых особенностей математическому анализу лока не поддаются.

Противоположное лучевому н тоже ошибочное представлеине о роли ушных раконпи до недавнего времени было широко распространено в пто.чя-рннгологни (Рзер, 1965; Медицинский снравопшк, 19G5). На том основании, что рашерн ушиых раконнн малы по сравнению с длиной волны сиг-палов средних туковых частот (речь), делался вывоа. что, кроне функций шстп механической защиты, другого значения ушные раковяны ис ннеют. При этом не учитывалось, что ушные раковины человека имеют характерные полости, в которых тук распространяется направленно . Явления решиаиса могут наступать в том случае, когда размеры по.10стн соизмеримы с четвертью длины полны звуковою ко.тсбаиня.

Предстапление об ушных раковинах как об отражателях звука волро-днлось в иелавнем прошлом в несколько измененном виде (Батье. 1967, 1968), В своих рассуждениях Батье учитывал ннтерферсииню между прямым и отраженным от ушных раковни звуком. Зависимость функции передачи эпукэ в рдков1шах от направления на источипк звука и расстояние от пего он объяснял меняюшнмиел различиями в длине путей прямого и отраженного зв\*кив. Отражения, по мнению Батье. в основном возникают иа бугорках раковни; другим э.1ементам он также приписывал вполне определенные функции Схематически этн представ.1еиия изображены иа рнс 38. Сели рассматривать источник звука в горнлоитальной плоскости, то согласно схеме на рис. 38, а получим два отражения. Чля этого случая справедлива эквивалентная схема иа рнс. 38,6. Переходная характеристика раковины описывается уравнением Л (/) 6(t) f а,6 ((- т) а,6 (( - т,). (18)

II функция перелачи в этом сямас имела бы вид:

Л (Л = I Ч- .с---Ч- e~tK (19)

Для того, чтобы проверить гипотезу Батье, нужно найти такие значения Оз. Т и Тз, при которых функция A{f) совпадает с функцией передачи звука, реально илмергинон на егтсстнеином ухе. Решение задачп в таком виде пока неизвестно.

в остальном для модели Батье, как и для всех моделей, в основу которых положено отражение звука, в си.ле остается главное затруднение: размеры отражающих поверхностей малы по срависпню с д.пипами воли. Наряду с отражениями (или вместо) возникает и рассеяние, следовательно, н отраженных сигналов с различными временными задержками будет множество. Сам Батье отдавал себе отчет в этом и для расчета функции передачи рассмат-рива 1 систему с бсскФиечны.м множеством параллельных лиипй задержки, в рсэулыатс чего получил выражение

>1(/) = Тл(0е- Л. (20)

Рис. 38. Модель ушной раковины (а). э.1ектрнческая экаипалстгтиая схема модели для случая источника звука в горнзоита.шиой плоскости (б),

аэвышеяпя: 2~ для детектнро-вання ула.пенностн всточнвка; 3 -лс-тсктор азимута; * -вход слутовогп капала.

которое представляет собой преобразование Фуфье для переходной функции, справедливое для всех линейных систем. Любая линейная система может рассматриваться как цепь с бесконечным множеством параллельных л]Ш11й задержек. Так, попытка Батье просто объяснить влияние ушных раковии, исходя нз их переходной функции (т, е. во временной области) успеха не имела.

Рис. 39. Установка для модельных исселований звуковых процессов в ушной раковине

; источник сферической волны, 2 -зонд: 3 - основание; * - жесткая перегородка.

Другим путем для исс.псдовання процессов в ун1иых раковинах, а именно рассмотрением их свойств в частотной области, пошли Шоу и Тераиичн (1968). В тщательных экспериментах, проведенных на моде.,1и наружного уха и на живом ухе, они с помощью акустических зондов измеряли функцию передачи звукового давления при разных усповнях прихода звуковой волны. Им удалось установить происхождение пиков и провалов частотной характеристики коэффициента перечачи (правда, только для случая прихода звука по направлению слуховой осн). На этой работе следует остановиться подробнее.

На рис, 39 показаиа схема устаповкн (по Шоу и Тераяичи 1968), которую исно1Ьзовалн для некоторых измерений иа модспн унтой раковины. Модель

Вмесго нреобрызования Фурье Батье примени! преобразован но Лап.1аса.